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I pesci: forma del corpo e locomozione

 li adattamenti dei pesci alla vita nelle acque e al movimento sono determinati dalle caratteristiche del mezzo acquatico. La densità e la viscosità in primo luogo, superiori rispettivamente di 800 e 100 volte rispetto all'aria, che favoriscono il galleggiamento e hanno permesso ai pesci di evolvere strutture interne di sostegno leggere non essendoci la necessità di sostenere il loro peso contro la forza di gravità.
Inoltre i pesci sono muniti di vescica natatoria che rende loro neutri rispetto al galleggiamento, consentendogli di mantenere una determinata posizione nella colonna d'acqua senza dover far ricorso ad intensi movimenti attivi e quindi ad un elevato consumo di energia.

I pesci presentano un'ampissima varietà di adattamenti al nuoto e tipologie di movimenti che comportano in alcuni casi azioni differenti dal nuoto stesso come effettuare salti, infossarsi nel substrato, volare e planare. La forma del corpo e il tipo di locomozione sono strettamente correlati e dipendenti dal modo di vita di ciascuna specie.
Le specie che vivono in prossimità del fondo e in ambienti eterogenei, come le barriere coralline, le coste rocciose o le praterie di fanerogame, hanno spesso forma del corpo appiattita e arrotondata per poter compiere giravolte strette tra le anfrattuosità del fondo. All'altro estremo ci sono le specie strettamente pelagiche che presentano corpo allungato e una serie di adattamenti che favoriscono l'idrodinamismo e il nuoto in acque libere. Ad un altro estremo ancora possono essere poste le specie particolarmente adatte all'accelerazione e quindi a un modo di vita che prevede la caccia all'agguato (es. Luccio, Barracuda) attraverso scatti repentini verso la preda.
Queste specie hanno il corpo tipicamente a forma di dardo con le pinne impari spostate posteriormente, in modo da aumentare anche la precisione nella direzione dello spostamento.

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Barracuda:
specialista nell'accelerazione

Tonno:specialista
nel nuoto da crociera

Chelmon:
specialista nella manovra
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I movimenti natatori sono stati classificati in due categorie generiche in base alla loro estensione temporale:

1) nuoto periodico, caratterizzato da ripetizioni cicliche dei movimenti propulsivi. Viene impiegato per spostamenti relativamente lunghi e condotti a velocità costante.

2) movimenti temporanei (transienti), che includono gli scatti brevi, le manovre di fuga e altri piccoli movimenti più o meno occasionali. Un'altra classificazione viene effettuata tenendo in considerazione le caratteristiche del movimento che può essere ondulatorio o oscillatorio.

Movimento ondulatorio
Nel nuoto ondulatorio le onde propulsive attraversano il corpo o le pinne a base lunga (es. pinna dorsale) in direzione opposta a quella del movimento e a una velocità maggiore di quella del pesce.


nuoto ondulatorio in una trota

Ogni piccolo segmento del corpo (elemento propulsivo), si muove lateralmente rispetto alla testa e via via che l'onda passa, accelera l'acqua vicina. L'elemento è orientato verso la coda e così anche l'acqua viene accelerata verso la coda. Una forza uguale e contraria, detta forza di reazione è esercitata dall'acqua stessa sull'elemento propulsivo. Tale forza ha due componenti, una parallela (forza longitudinale) e l'altra perpendicolare alla direzione del moto (forza laterale). La spinta congiunta di tutti gli elementi propulsivi fa spostare in avanti l'animale.

Anguilliformi
Negli anguilliformi (es. Anguille, Lamprede) la forza che sposta il pesce in avanti è determinata dalle onde che attraversano in direzione posteriore il corpo e la pinna dorsale. In questi pesci è la maggior parte o tutto il corpo a partecipare al movimento attraverso la formazione, da un lato all'altro, di onde la cui ampiezza aumenta in direzione della coda. Il corpo di questi pesci è lungo e sottile e la pinna caudale è tipicamente arrotondata o manca del tutto.

Subcarangiformi
I movimenti del corpo nei nuotatori subcarangiformi (es. Trota, Salmone, Spigola) sono molto simili a quelli degli anguilliformi, le principali differenze sono dovute sia all'ampiezza delle onde che attraversano il corpo, le quali si riducono di ampiezza in direzione della coda, sia alla porzione di corpo che partecipa al movimento (nelle trote solo la metà posteriore).

Carangiformi
Nei nuotatori carangiformi (es. Sugherelli, Carangidi) le ondulazioni del corpo sono ulteriormente confinate al terzo posteriore del corpo e la spinta è data dal peduncolo caudale che è piuttosto rigido. In questi pesci una quantità minore di energia è dispersa dal rimescolamento laterale dell'acqua e dalla formazione di vortici. L'efficienza del movimento e la velocità di nuoto dei carangiformi è quindi superiore rispetto a quella degli anguilliformi e dei subcarangiformi anche se la relativa rigidità del loro corpo ne compromette la capacità di accelerare e girare.
Inoltre, le forze laterali concentrate nella parte posteriore causano, nei carangiformi, la tendenza del corpo a rinculare posteriormente. Due principali adattamenti morfologici aiutano questi pesci a ridurre le forze responsabili di questo fenomeno: i) la riduzione della profondità del corpo nel punto in cui la pinna caudale si attacca al tronco (peduncolo caudale); ii) la concentrazione della massa corporea verso la parte anteriore del pesce.

Tunniformi
Il nuoto dei tonni è considerato di gran lunga il più efficiente sistema di locomozione evolutosi nell'ambiente acquatico e consente loro di mantenere consistenti velocità di crociera per periodi lunghi di tempo. La spinta è generata quasi esclusivamente a livello della pinna caudale ( oltre il 90% della spinta totale), rigida e con la forma di un'ampia mezza luna, e del peduncolo caudale. La distribuzione della massa corporea e la forma del corpo di questi pesci consente loro di minimizzare le oscillazioni laterali nonostante la potenza di spinta esercitata dalla coda.
Nell'insieme questi adattamenti consentono ai tonni il nuoto veloce con basso dispendio di energia in acque calme. Viceversa questi pesci hanno bassa capacità di accelerazione da fermi, bassa efficienza per il nuoto lento e per le manovre in spazi ristretti e l'efficienza del nuoto veloce si riduce in acque turbolente.


Nell'illustrazione sopra:
il tonno in posizione normale ed in velocità dove le pinne dorsali sono ripiegate.
In corpo viene quindi spinto in avanti con brevi e potenti spinte della coda.

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